过程控制系统简答题复习重点

名词解释：

衰减比

答：衰减比n 定义为：

衰减比是衡量系统过渡过程稳定性的一个动态指标。为保证系统足够的稳定程度，一般取衰减比为4:1～10:1。

B1,B2为前两个峰顶与稳定值的差值。其中4 ：1 常作为评价过程动态性能指标的一个理想指标。

2、自衡过程

答：当扰动发生后，无须外加任何控制作用，过程能够自发地趋于新的平衡状态的性质称为自衡性。称该类被控过程为自衡过程。

3、分布式控制系统

答：分布式控制系统DCS ，又称为集散控制系统，一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统。

DCS 的设计思想是“控制分散、管理集中”

4、串级控制系统

将两个控制器串联在一起工作、各自完成不同任务的系统结构，就称为串级控制结构。 主控制器的输出作为副控制器的设定值，再用控制器的输出去操纵调节阀，从而对主被控变量具有更好的控制效果。

流量：单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量称为瞬时流量，而把某一段时间内流过工艺管道某截面的流体总量称为累计流量。

简答题：

1.简述串级控制系统的设计原则。

答：（1）副回路的选择必须包括主要扰动，而且应包括尽可能多的扰动；（2）主、副对象的时间常数应匹配；（3）应考虑工艺上的合理性和实现的可能性；（4）要注意生产上的经济性。

2.电气阀门定位器有哪些作用

答：①改善阀的静态特性 ②改善阀的动态特性 ③改变阀的流量特性

④用于分程控制 ⑤用于阀门的反向动作

3. 简单控制系统由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

答：简单控制系统由一个被控对象，一个检测元件和变送器，一个调节阀和一个调节器组成。检测元件和变送器用于检测被控变量，并将检测到的信号转换为标准信号，输出到控制器。控制器用于将检测变送器的输出信号与设定值进行比较，得出偏差，并把偏差信号按一定的控制规律运算，运算结果输出到执行器。执行器是控制系统回路中的最终元件，直接用于改变操纵量，以克服干扰，达到控制的目的。

4. 前馈控制和反馈控制各有什么特点？为什么采用前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质？

答:前馈控制的特点是:根据干扰工作;及时;精度不高,实施困难;只对某个干扰 有克服作用.反馈的特点作用依据是偏差;不及时:精度高,实施方便,对所有干扰都有克服作用.由于两种控制方式优缺点互补, 所以前馈-反馈复合系统将能较大地改善系统的控制品质.

5、PID 调节器的参数对控制性能各有什么影响？

答：(1)比例增益 反映比例作用的强弱， 越大，比例作用越强，反之亦然。比例控制克服干21B B n

扰能力较强、控制及时、过渡时间短，但在过渡过程终了时存在余差；

(2)积分时间反映积分作用的强弱，越小，积分作用越强，反之亦然。积分作用会使系统稳定性降低，但在过渡过程结束时无余差；

(3)微分时间反映积分作用的强弱，越大，积分作用越强，反之亦然。微分作用能产生超前的控制作用，可以减少超调，减少调节时间；但对噪声干扰有放大作用。

6、与反馈控制系统相比，前馈控制系统有哪些特点？

答：(1)反馈控制的本质是基于偏差来消除偏差，而前馈控制是基于扰动来消除扰动对被控量的影响；

(2)反馈控制是“不及时”的，而前馈控制器可“及时”动作；

(3)反馈控制属闭环控制，而前馈控制属开环控制；

(4)反馈控制对闭环内扰动均有校正作用，而前馈控制具有制定性补偿的局限性；

(5)反馈控制规律通常有P、PI、PD、PID等，而前馈控制规律比较复杂。

7、简述“积分饱和现象”产生的内因和外因。

答：造成积分饱和现象的内因是控制器包含积分控制作用，外因是控制器长期存在偏差。在偏差长期存在的条件下，控制器输出会不断增加或减小，直到极限值引起积分饱和。

8、什么是过程控制？

所谓过程控制是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。

9、过程控制的特点

1，系统由被控过程与系类化生产的自动化仪表组成

2，被控过程复杂多样，通用控制系统难以设计

3，控制方案丰富多彩，控制要求越来越高

4,控制过程大多属于慢变过程与参量控制

5，定值控制是过程控制的主要形式

10、测温仪表的选用原则

1，仪表精度等级应符合工艺参数的误差要求

2，选用的仪表应能操作方便、运行可靠、经济、合理，在同一工程中应尽量减少一起的品种和规格

3，仪表的量程应大于工艺要求的实际测温范围，但也不能太大。

4，热电偶是测温仪表的首选检测元件，但当在低温测量时还是选用热电阻元件合适

5，对装有保护套管的测温元件，保护套管的耐压等级应不低于所在管线或设备的耐压等级，其材料根据最高使用温度及被测戒指的特性确定

调节器的功能

1，偏差显示2，输出显示3，内外给定的选择

4，正反作用的选择5，手动切换操作6，其他功能

简单控制系统控制参数的确定原则

1，选择结果应使控制通道的静态增益K0尽可能大，时间常数Ｔ0，选择恰当。

2，控制通道的纯滞后时间t0应尽可能的小，一般t与T0的比值小于0.3．

3，干扰通道的静态增益Kf应尽可能的小；时间常数Tf应尽可能的大，其个数尽可能的多；扰动进入系统的位置应尽可能远离被控参数而靠近调节阀。

4，当广义被控过程有几个一阶惯性环节串联而成时，应尽可能的设法使几个时间常数中的最大与最小的比值尽可能的大，一边尽可能提高系统的可控性。

串级控制系统的控制效果

1，能迅速客服进入副回路的干扰2，能改善控制通道的动态特性，提高工作频率

3，能适应负荷和操作条件的剧烈变化

串级控制系统的特点

1，对进入副回路的干扰有很强的一致能力。2，能改善控制通道的动态特性、提高系统的快速反应能力。3，对非线性情况下的负荷或操作条件的变化有一定的自适应能力。

串级控制系统的适用范围

1，容量滞后较大的过程2，纯滞后较大的过程3，干扰变化剧烈、幅度大的过程

4，参数互相关联的过程5，非线性过程

串级控制系统的副回路的设计与副参数选择原则

1，副参数要物理可测、副对象的时间常数要小、纯滞后时间应尽可能短

2，副回路应尽可能多得包含变化频繁、幅度大的干扰

3，主副被控过程的时间常数要适当匹配4，应综合考虑控制质量和经济性要求

相对增益与耦合特性关系

当某通道的相对增益越接近于1，则由该通道组成的控制回路受其他控制回路的影响就越小；当个控制回路之间无耦合关系时，则构成回路的每个过程通道的相对增益都应为1，因而无耦合过程的相对增益矩阵必为单位阵。